蔣 偉, 周衛(wèi)軍

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基于空間句法的長沙地鐵線路規(guī)劃可達性評價

蔣 偉, 周衛(wèi)軍

(湖南農(nóng)業(yè)大學 資源環(huán)境學院, 湖南 長沙, 410128)

結(jié)合空間句法的原理和GIS技術對長沙地鐵規(guī)劃線路的交通可達性進行了量化分析, 通過可達性指標, 指出長沙市城市遠景軌道交通規(guī)劃(2030)中所潛在的問題, 并提出相關建議. 規(guī)劃地鐵線路應強調(diào)組團的作用, 適當增加地鐵各干線換乘點, 建設環(huán)狀地鐵路網(wǎng); 通過加強組團間的聯(lián)系, 帶動整體城市的發(fā)展, 避免交通過于集中城市老中心.

空間句法; 地鐵線路; 可達性

長沙軌道交通又叫長沙地鐵, 于2009年正式動工建設, 一期工程有軌道交通1號線和2號線, 2號線計劃于2013年正式運營. “十二五”規(guī)劃中長沙將建成軌道交通1—6號線, 未來總共將建成10條軌道線. 其中, 軌道交通1號線及2號線成“十”字在河東五一廣場相交, 軌道3號線及4號線在大河西先導區(qū)成“×”形相交. 到“十二五”末, 長沙軌道交通通車里程將超過130 km, 成為中國修建地鐵最快的城市. 圖1為長沙市城市遠景軌道交通規(guī)劃(2030), 系作者根據(jù)長沙市城鄉(xiāng)規(guī)劃局公布的《長沙市城市總體規(guī)劃(2003-2020)》(2010年修訂)中軌道交通規(guī)劃圖繪制, 本文研究所用20個站點標注在圖1中.

圖1 長沙市城市遠景軌道交通規(guī)劃(2030)

20世紀70年代末, 英國倫敦大學巴里特學院的比爾·希雷爾、朱列涅·漢森和他們的同事提出了空間句法的概念. 這是一種關于城市與建筑空間解析的系統(tǒng)理論, 它指出在任何城市系統(tǒng)中, 都存在著互相聯(lián)系的自由空間與物體[1]. 本文依托空間句法原理, 運用Arcview3.3和axwoman3軟件, 以長沙地鐵為例分析其交通網(wǎng)絡結(jié)構設計的合理性, 通過可達性指標, 從微觀角度剖析地鐵各重要站點的可達性, 旨在解決地鐵交通線路的設計問題.

1 研究方法

通過空間分割方法, 空間句法可以導出對應的連接圖, 從連接圖可以導出一系列的形態(tài)分析變量. 空間句法模型有以下幾個形態(tài)變量: 控制值、連接值、深度值、集成度及可理解度[2].

1.1 連接值(Connectivity)

連接圖中某節(jié)點鄰接的節(jié)點數(shù)為該節(jié)點的連接值, 在實際的城市空間系統(tǒng)中, 若某個空間的連接值越高, 則表示其空間滲透性越好.

1.2 控制值(control value)

若假設某個系統(tǒng)中每個節(jié)點的權重為1, 則某節(jié)點從其鄰接的節(jié)點分配到的權重為[1/(的連接值)], 那么與直接相連的所有節(jié)點的連接值倒數(shù)之和就是所具有的權重, 它表示節(jié)點間的相互控制程度, 因此稱之為節(jié)點的控制值.

1.3 深度值(Depth Value)

在連接圖中, 兩個鄰接節(jié)點間的距離稱為一步, 從某一節(jié)點到另一節(jié)點的最短路程(即最少的步數(shù))為這兩節(jié)點間的深度值. 系統(tǒng)中的某個節(jié)點到其他節(jié)點間的最短路程的平均值稱為該節(jié)點的平均深度值.= (∑×)/(－1), 式中為深度值;為該深度值上的節(jié)點個數(shù);為節(jié)點總數(shù).

深度值是空間句法理論中最重要的概念之一, 表達的是節(jié)點在拓撲空間上的可達性, 同時也表示節(jié)點在空間系統(tǒng)中的便捷度.

1.4 集成度(Integration Value)

P. Steadman改進了計算方法, 他剔除了系統(tǒng)中元素數(shù)量的干擾, 采用相對不對稱的方法(relative asymmetry)將平均深度值標準化, 公式為:= 2(－1)/(－2), 式中為統(tǒng)一標準化后的平均深度值. 為了與實際意義呈正相關, 定義的倒數(shù)為集成度(即可達性指標).

整體集成度表示某節(jié)點與整個系統(tǒng)內(nèi)所有其他節(jié)點聯(lián)系的緊密度; 局部集成度是表示某節(jié)點與其附近幾步內(nèi)節(jié)點的聯(lián)系緊密程度. 現(xiàn)在通常采用三步或十步范圍, 稱之為“半徑—3集成度”或“半徑—10集成度”. 本文取半徑—3集成度.

1.5 可理解度(Intelligibility)

上述深度值、控制值和局部集成度描述的是空間內(nèi)局部層次結(jié)構特征的局部變量, 而整體集成度描述的是空間內(nèi)整體層次上結(jié)構特征的整體變量.

可理解度用來描述局部變量與整體變量之間的相關度. 希列爾指出, 建筑與城市空間我們都很難從原地立刻體驗它, 必須通過在系統(tǒng)中的運動觀察, 頭腦中才會一部分一部分地還原, 建立起整個空間系統(tǒng)的圖景.

可理解度是指所看到的一個空間的局部結(jié)構, 是否有助于還原建立起整個空間系統(tǒng)的圖景, 即能否引導其理解整個空間結(jié)構. 如果一個連接值高的空間系統(tǒng), 集成度也高, 也是一個理解性好的空間系統(tǒng).

以上的這些變量定量地描述了空間系統(tǒng)中節(jié)點之間、節(jié)點與整個空間結(jié)構之間的關系, 也定量地描述了整個空間結(jié)構的整體特征[3].

2 空間句法在城市路網(wǎng)規(guī)劃中的運用

2.1 空間句法分析的原理流程

本文采用基于GIS平臺Arcview下用宏語言Avenne開發(fā)的副本Axwoman插件進行計算, 計算結(jié)果顯示在View窗口中, 按整合度值的不同, 從大到小用粗細不同的線條序列表示[4], 研究流程如圖2所示.

圖2 空間句法分析流程

以長沙市城市遠景軌道交通規(guī)劃(2030)為基礎(圖1), 在Arcview3.3中用手繪軸線表示地鐵線路的走向, 其基本原理為: 沿著規(guī)劃圖的地鐵線路, 首先畫出一條最長的軸線, 然后畫與之相交的第二條軸線, 直至整個地鐵線路規(guī)劃圖由一系列軸線連接組成, 所畫的軸線圖稱作空間句法軸線分析圖(圖3). 然后, 運行Arcview3.3下axwoman3模塊中的DOIT, 得到地鐵空間句法分析方法下一系列形態(tài)分析變量數(shù)據(jù)[5], 部分數(shù)據(jù)示意如圖4所示, 具體分析結(jié)果見表1).

表1 各起始站、換乘站的可達性指標

圖3 長沙規(guī)劃地鐵空間句法可達性分析

圖4 長沙地鐵形態(tài)分析變量數(shù)據(jù)

2.2 長沙地鐵可達性評價

人們乘坐地鐵時更關心的是換乘次數(shù), 而不是實際距離. 因為每次換乘都會造成金錢和時間的耗費[6]. 空間句法可達性評價是一種適于按線路單一票價計費的地鐵評價方法, 其評價方法更關注節(jié)點間空間轉(zhuǎn)換的次數(shù), 與人們對可達性的理解是一致的[7].

本文主要對集成度進行分析, 集成度越高可達性越好. 圖1中顯示集成度最高的路段是市中心地鐵1號線五一廣場、長沙火車站; 集成度較高的有去黃花機場的地鐵9號線, 以及2號線河西CBD梅西湖段等. 這些路段具有較高整合度, 可達性較好, 聚集的交通流量也較大. 這些路網(wǎng)交通最集中的路段被稱為集成核, 這些集成核不僅是聯(lián)系城市中心和周邊各個地區(qū)的紐帶, 而且也是城市內(nèi)部人們活動最為活躍的地帶, 但同時也是容易形成交通高峰的地方.

用SPSS13.0統(tǒng)計分析軟件, 對獲得數(shù)據(jù)中的整體集成度(Integration)和局部集成度(Integration_3)進行相關性分析[8]. 檢驗樣本數(shù)為152, 得到整體集成度和局部集成度的相關系數(shù)為0.729, 雙側(cè)近似值小于10-4. 按雙側(cè)檢驗, 檢驗水準0.01, 該相關系數(shù)具有統(tǒng)計學意義, 說明地鐵網(wǎng)絡拓撲結(jié)構的智能度不高, 交通網(wǎng)絡空間整體性不強, 地鐵線路網(wǎng)絡結(jié)構績效有待改善.

以長沙市城市遠景軌道交通規(guī)劃(2030) (圖1)為例, 選取了1號、2號、3號、4號地鐵線起始站點、換乘點共計20個站點進行分析, 并按照可達性從小到大的順序排列, 計算結(jié)果如表1所示.

由表1可知, 位于城市老城區(qū)的站點可達性普遍較高, 而位于城市遠郊的站點可達性較低. 五一廣場站、長沙火車站、萬家麗廣場站、車站路站可達性最好; 北二環(huán)路站、汽車北站、萬家麗路站、星沙大道站的可達性最差. 同一條地鐵線上的換乘點可達性并不相同, 主要原因是基于空間句法的可達性評價從整體上考慮了與換乘點連接的各線路的連接度(connectivity), 各換乘點的可達性是各條線路連接度的綜合疊加.

從表1可以看到, 位于地鐵1號線上的市中心五一廣場站、人民路站有較高的可達性; 重要的交通樞紐長沙火車站、車站路站也有較高的可達性. 說明長沙地鐵線路規(guī)劃考慮到了重要地段的交通需求, 與現(xiàn)狀道路流量的實際狀況相當吻合.

2號線經(jīng)過的岳麓山大學城, 4號線經(jīng)過的北部以市政府為中心的河西CBD城市副中心, 以及南部4號線經(jīng)過的坪浦組團同屬于交通旺盛地區(qū), 且隨著城市的擴展, 交通聯(lián)系越來越密切, 更需要交通的便利條件. 中心發(fā)散式的主干線地鐵規(guī)劃加強了這些城市邊緣地區(qū)與城市中心的聯(lián)系, 利于城市邊緣地區(qū)與城市中心的交流. 然而位于長沙河西地區(qū)的地鐵可達性并不高, 其主要原因在于地鐵2、3、4號主干線的連接度不高, 換乘點較少, 西南和西北甚至沒有換乘點. 長沙地鐵規(guī)劃布局呈中心發(fā)散式, 中心城區(qū)地鐵線路密度過大, 不僅造成交通運力的浪費, 投資的增大, 并且城市繼續(xù)沿單核心的模式發(fā)展, 不利于城市各組團的均衡發(fā)展. 另外由于湘江河流的天然限制作用, 長沙城市形態(tài)呈帶形發(fā)展, 在規(guī)劃中的3號、4號地鐵線都沿著河西湘江兩岸布設, 限制了地鐵的大運量功能的發(fā)揮, 使得地鐵的服務半徑被縮小至湘江一側(cè).

3 建議

1) 規(guī)劃地鐵線路應強調(diào)組團的作用, 綜合發(fā)揮高星組團、金霞組團、星馬片區(qū)、黃榔組團、空港組團、暮云組團、坪浦組團、河西片區(qū)的作用, 適當增加地鐵各干線換乘點, 建設環(huán)狀地鐵路網(wǎng), 分散人流, 加強組團間的聯(lián)系, 帶動整體城市的發(fā)展, 避免交通過度集中于城市老中心.

2) 合理布設中心區(qū)地鐵網(wǎng)密度, 減少重復投資, 避免運力的浪費.

3) 城市地鐵線路不宜過于靠近江邊發(fā)展, 應該服務于有廣大居民的居民區(qū)、商務區(qū)、大學院校等有著迫切需求大運量交通的地區(qū), 發(fā)揮地鐵大運量的優(yōu)勢, 方便人們出行, 帶動整體城市交通運行的效率, 促進城市發(fā)展.

4 結(jié)論

本文以長沙地鐵為例, 運用空間句法理論和GIS技術, 對規(guī)劃中長沙地鐵主要換乘站點和起始點的可達性進行了量化分析, 長沙主要交通樞紐五一廣場站, 長沙火車站都有較高的可達性. 但市中心站點密集造成重復投資, 浪費資源, 城市邊緣區(qū)域之間換乘不便, 過度依靠老城區(qū)發(fā)展而忽視了新城區(qū)之間的聯(lián)系. 為此, 長沙地鐵線路的規(guī)劃當從整體出發(fā), 避免延續(xù)城市的單核心發(fā)展模式, 協(xié)調(diào)穩(wěn)定各區(qū)域發(fā)展, 使建成后的地鐵運營效益最大化.

[1] Peter C, Dawson. Space syntax analysis of Central Inuit snow houses[J]. Journal of Anthropological Archaeology, 2002, 21: 460-468.

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[6] 鄭曉偉, 權瑾. 基于空間句法的西安城市網(wǎng)絡拓撲結(jié)構優(yōu)化研究[J]. 規(guī)劃師, 2008, 24(12): 49-52.

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[8] 段進, 比爾希列爾. 空間研究3-空間句法與城市規(guī)劃[M]. 東南大學出版社, 2007. 98-100.

Evaluation of the accessibility to Changsha's subways planning based on spatial syntax

JIANG Wei, ZHOU Wei-jun

(College of Resources & Environment, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

By space syntax theory and GIS method, this paper studied the traffic accessibility of Changsha’s subways planning, and put forward some suggestions. The rail transport should also focus on the city group, and increase the subway interchange station, construct the circularity subway network planning, strengthen the communicating of each city groups to avoid the worst of the traffic in the inner cities.

space syntax; metro routes; accessibility

U 231

1672-6146(2012)01-0074-04

10.3969/j.issn.1672-6146.2012.01.020

2012-02-27

蔣偉(1987-), 男, 碩士研究生, 主要研究方向為GIS在城市規(guī)劃中的應用. E-mail: 345349039@qq.com

(責任編校:江 河)